红外偏振成像技术具有探测距离远，目标识别率高等多种优势，但在复杂环境下目标偏振特性易受背景辐射影响，使得红外偏振设备的探测能力大幅降低。本文基于偏振双向反射分布函数，综合考虑目标和背景间的辐射耦合效应，建立了目标偏振度计算模型。对比研究了有强辐射背板和无强辐射背板两种情况下目标偏振度的变化情况，并针对陆基和机载探测等小角度探测情况，仿真研究了目标和背板的温度、夹角等参数对目标偏振度的影响规律。研究结果表明：目标和背板温度相同时，辐射耦合效应会显著降低目标的偏振度，但不会改变目标偏振度随温度升高而增大的趋势。当目标和背板温度为30 °C、40 °C和50 °C时，目标偏振度的最大值分别为无强辐射背板时的63.7%、44.9%和42.2%。可见温度越高，目标和背板间的辐射耦合效应越强，目标偏振度降低的比例越大。此外，辐射耦合效应的强弱不仅与温度有关，还与目标和背板的夹角有关。随着夹角的增大，目标偏振度先增大后减小，且在夹角约为105°处取得极大值。因此，辐射耦合效应会在一定程度上改变目标偏振度，从而影响红外偏振设备的探测能力。最后，通过搭建的长波红外偏振成像系统，对建立的目标偏振度计算模型进行了实验验证，实验结果与仿真分析结果基本一致。本文研究成果对提升陆基和机载红外偏振设备的探测和识别能力具有一定的指导意义。

为了给海面溢油污染识别检测提供理论基础，根据菲涅尔反射公式的偏振反射系数，结合偏振双向反射率因子和粗糙海面的概率密度分布函数，建立了完善的pBRDF模型，仿真在不同太阳入射角度、不同探测器观测角度以及不同海面风速风向等条件下海水和油膜的偏振反射分布函数。结果表明：海水和油膜太阳天顶角为53°和56°时P偏振反射率分别为1.0×10^?5和2.5×10^?5，S偏振反射率随着太阳天顶角的增加而增加；海面风速越大偏振反射率峰值越小；海面风向只改变pBRDF的空间位置；海水和油膜线偏振度空间分布有明显差异。搭建实验平台相机以40°拍摄时，得出海水和油膜的线偏振度分别在0.2~0.4, 0.5~0.7之间，同时表明利用偏振探测获取目标场景的偏振度和偏振角图可提高图像质量。